系统调用（操作系统6）

系统调用

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前言

在本篇中，你将掌握

• 系统调用的作用
• 系统调用与库函数的区别
• 系统调用背后的过程
  

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1 系统调用

“系统调用”是操作系统提供给应用程序（程序员/编程人员）使用的接口，可以理解为一种可供应用程序调用的特殊函数，应用程序可以发出系统调用请求来获得操作系统的服务。

应用程序通过系统调用请求操作系统的服务。系统中的各种共享资源都由操作系统统一掌管，因此在用户程序中，凡是与资源有关的操作（如存储分配、I/O操作、文件管理等），都必须通过系统调用的方式向操作系统提出服务请求，由操作系统代为完成。这样可以保证系统的稳定性和安全性，防止用户进行非法操作。

在系统调用完成上述功能时，相关处理涉及到对系统资源的管理、对进程的控制，这些功能需要执行一些特权指令才能完成，因此系统调用的相关处理需要在核心态下进行。

2 系统调用与库函数的区别

我们平时使用的高级语言如C、Java中用到的库函数部分就是封装好的系统调用。

3 系统调用背后的过程

高级语言代码经过编译后得到汇编语言指令，

 如write(“abc”)高级语言代码会变成
 movl 指令 + int x 指令的汇编语言指令
  movl 指令：将”abc“作为系统调用参数放到通用寄存器中
  int x 指令：也叫trap/陷入/访管指令，参数x指明了系统调用号

注意：

1. 陷入指令是在用户态执行的，执行陷入指令之后立即引发一个内中断，从而CPU进入核心态
2. 发出系统调用请求是在用户态，对系统调用的相应处理在核心态下进行
3. 陷入指令是唯一一个只能在用户态执行，而不可在核心态执行的指令

4 小结

本篇重点：
（1）系统调用会使处理器从用户态进入核心态；
（2）系统调用分类的本质特点：操作是否与资源、其他进程有关；
（3）系统调用和库函数的区别：部分库函数封装了系统调用
（4）系统调用发生在用户态，但对系统调用的处理发生在核心态。
（5）执行陷入指令（int x/trap/陷入/访管指令）会产生内中断，使处理器从用户态进入核心态